способ приготовления питьевой воды

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, включающий фильтрование и последующее озонирование с отбором части озоноводяной смеси на предварительное озонирование перед фильтрованием, отличающийся тем, что расход озоноводяной смеси на предварительное озонирование регулируют в обратно пропорциональной зависимости от значения окислительно-восстановительного потенциала, соответствующего стандарту питьевой воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоснабжению, в частности к обработке воды из поверхностных источников в системах питьевого водоснабжения, например, на судах.

Известен способ очистки питьевой воды озоном в малогабаритной установке, согласно которому осуществляют контроль окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) контролируемой воды и при снижении ОВП ниже заданного уровня включают озонатор и охлаждающее устройство для дополнительной обработки воды до требуемых качественных показателей, т.е. прибор, контролирующий показатель ОВП воды, используется в качестве датчика для включения-выключения водообрабатывающих устройств и устройства для отпуска воды потребителю.

Недостаток способа периодичность отпуска кондиционированной воды. Способ предусматривает обработку уже очищенной воды и не может быть применен на необработанной речной воде.

Наиболее близким к изобретению является способ, положенный в основу работы станции приготовления питьевой воды на судах. Забортная вода подается на обработку в реакционную емкость, в которой производят ее разбавление озоноводяной смесью для проведения окислительных и массообменных процессов, затем воду подвергают фильтрованию и подают через эжектор в контактную колонку, где производят вторичное озонирование (пост-озонирование). При этом часть непрореагировавшей озоноводяной смеси из контактной камеры отбирают в реакционную емкость на предварительное озонирование.

Недостатками способа являются невысокая надежность в условиях меняющихся концентраций загрязнений в исходной воде и неэффективное использование озона в системе водоочистки. При меняющейся загрязненности исходной воды очень сложно регулировать расход озона и лишь в узком диапазоне концентраций загрязнений возможно организовать оптимальную очистку на отдельных операциях водоподготовки, что снижает качество очистки воды в целом.

Цель изобретения повышение эффективности использования озона и надежности очистки при меняющейся загрязненности исходной воды.

Цель достигается тем, что в способе приготовления питьевой воды многоступенчатой очистки, включающем фильтрование и последующее озонирование с отбором части озоноводяной смеси на предварительное озонирование перед очисткой, осуществляют непрерывный контроль окислительно-восстановительного потенциала очищенной воды, по которому производят регулирование расхода озоноводяной смеси на предварительное озонирование, причем регулирование расхода производят в обратно пропорциональной зависимости от ОВП за пределами заданного интервала значений ОВП, соответствующих стандартному качеству воды.

Предлагаемый способ позволяет перераспределять озон между операциями предварительного и последующего озонирования в зависимости от исходной загрязненности воды, что позволяет более эффективно использовать окислитель на отдельных операциях, обеспечить надежную очистку воды при изменении ее исходной загрязненности. Вводимая в способ операция регулирования позволяет при увеличении загрязненности исходной воды увеличить расход озоноводяной смеси на предварительное озонирование и одновременно увеличить время пребывания воды на операции постозонирования, что усиливает окислительные процессы на обеих операциях, и интенсифицировать процесс очистки воды в целом.

Известно, что при увеличении загрязненности в контролируемой воды ее окислительно-восстановительный потенциал падает, а стандартному качеству воды соответствует вполне определенный интервал значений показателя ОВП. В связи с этим предлагаемый способ предусматривает регулирование расхода озоноводяной смеси на предварительное озонирование в обратно пропорциональной зависимости от ОВП за пределами заданного интервала значений, соответствующих стандартному качеству воды. Интервал значений показателя ОВП, определяющий регулирование, задается исходя из гарантированного качества воды.

На чертеже показана схема судовой станции приготовления питьевой воды.

Станция содержит насос 1, блок фильтров 2, озонатор 3, эжектор 4, контактную колонку 5, в которой имеется зона массообмена 6 и реакционная зона 7, циркуляционный трубопровод 8 для отвода частиц озоноводяной смеси в трубопровод перед фильтрами, потенциометрический прибор 9 для контроля окислительно-восстановительного потенциала очищенной воды, соединенный по выходному сигналу с регулятором 10 расхода, который может быть установлен либо в циркуляционном трубопроводе 8, как показано на схеме, либо на трубопроводе 11, отводящем очищенную воду в резервуар чистой воды (не показан). В зависимости от расхода, состава и концентрации загрязнений станция очистки воды может включать и другие водоочистные устройства модули (например, модуль грубой очистки воды отстаиванием).

Приготовление питьевой воды по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Забортную воду после грубой очистки подвергают предварительному озонированию разбавлением озоноводяной смесью, которую подают по трубопроводу 8. При этом кроме масоообменных процессов происходит окисление растворенных в воде загрязнений озоном, интенсифицируется образование взвесей. Последующая очистка-фильтрование обеспечивает отделение взвешенных веществ в загрузке фильтров 2. Далее очищенная вода подается на обеззараживание озонирование в контактную колонну 5. Через эжектор 4 из озонатора 3 в воду подается озон. В зоне массообмена 6 колонны 5 происходит смешивание озона с водой. Часть озоноводяной смеси из этой зоны 6 по трубопроводу 8 отводится в трубопровод перед фильтрами 2 на предварительное фильтрование. Этот расход регулируется в зависимости от качества очищенной воды регулятором 10 расхода. Другой основной поток озоноводяной смеси проходит в реакционную зону 7, колонку 5, где происходит процесс дальнейшего обеззараживания. В отводящем трубопроводе 11 контролируется качество очищенной воды потенциометрически прибором 9, который непрерывно измеряет окислительно-восстановительный потенциал очищенной воды.

Снижение ОВП обрабатываемой воды ниже минимального значения заданного интервала свидетельствует об ухудшении ее качества и нарушении процесса очистки. При этом сигнал от потенциометрического прибора 9 включает исполнительный механизм регулятора 10 на увеличение расхода озоноводяной смеси в трубопроводе 8. Усиливаются окислительные процессы в обрабатываемой воде и отделение загрязняющих веществ на фильтрах 2. Одновременно с увеличением расхода озоноводяной смеси в трубопроводе 8 уменьшается объемная скорость воды в реакционной зоне 7 контактной колонки 5, увеличивается время пребывания воды в этой зоне, что обеспечивает более качественное обеззараживание воды. Таким образом, перераспределение озоноводяной смеси за счет регулирования расхода в трубопроводе 8 одновременно интенсифицирует два процесса: предварительное озонирование перед фильтрованием и окончательное обеззараживание постозонирование воды.

При улучшении качества очищенной воды повышается ее окислительно-восстановительный потенциал. Увеличение ОВП выше максимального значения заданного интервала приводит к срабатыванию исполнительного механизма регулятора 10 и уменьшению расхода озоноводяной смеси на предварительное озонирование.

Как было указано выше, для осуществления способа можно использовать регулятор, установленный в отводящем трубопроводе 11. В этом случае при ухудшении качества воды и снижении показателя ОВП ниже минимального значения заданного интервала этот регулятор должен увеличить сопротивление в отводящем трубопроводе 11, уменьшая выход очищенной воды и увеличивая расход озоноводяной смеси в трубопроводе 8 на предварительное озонирование.

П р и м е р. Воду из реки забирают в судовую установку водоподготовки, где ее подвергают грубой очистке, затем предварительному озонированию, фильтрованию и повторному озонированию эжектированием озона в реакционную колонну. На выходе колонны непрерывно контролируют окислительно-восстановительный потенциал очищенной воды. При снижении ОВП ниже 650 мВ (уровень) ОВП питьевой воды стандартного качества регулятор увеличивает подачу озоноводяной смеси на предварительное озонирование, усиливая окислительные и массообменные процессы перед фильтрованием. Одновременно увеличивается время пребывания воды в реакционной зоне контактной колонны, а следовательно, интенсифицируется обеззараживание воды. Качество очищенной воды восстанавливается. При достижении ОВП очищенной воды заданного интервала, например 700 МВ, регулятор срабатывает на уменьшение расхода озоноводяной смеси, подаваемой на предварительное озонирование. Процесс продолжается.

Способ обеспечивает надежную очистку воды для питьевого водоснабжения в условиях изменения ее исходной загрязненности.